Aves acuáticas

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1.Respiración corporal y celular 

Una de las fases de la nutrición animal corresponde a la respiración celular, que se lleva a cabo en las mitocondrias, y mediante la cual las células obtienen la energía gracias a la oxidación de los nutrientes. Como consecuencia de esta respiración celular se origina CO2 y otras sustancias de desecho que deben ser eliminadas, puesto que son tóxicas en altas concentraciones. La respiración interna a nivel celular está asociada con la respiración externa a nivel corporal. Los animales tienen que realizar un intercambio gaseoso entre su medio interno y el medio externo para captar el oxígeno (O2) del ambiente que necesitan sus células y desprenderse de los restos de dióxido de carbono (CO2) originados en la respiración celular. 

2.Las superficies respiratorias. 

Las superficies respiratorias permiten el intercambio de gases, estos entran y salen del organismo por un único mecanismo, la difusión simple . Esta consiste en un movimiento de gases de una zona de mayor concentración a una zona de menor concentración. Las estructuras se especializan en el intercambio de gases, se llaman superficies respiratorias y comparten las mismas carácterísticas: 

-Tienen que ser permeables, para permitir el intercambio de gases

– Deben ser delgadas para que resulte más permeable a los gases.

– La concentración de los gases a ambos lados de la membrana debe ser desigual. 

– La superficie debe ser extensa, ya que a mayor superficie de difusión habrá mayor intercambio. 

– Deben estar muy vascularizadas, para que el intercambio de gases sea suficiente. 

– La superficie debe estar permanentemente humedecida 


3. Tipos de respiración 

3.1 Respiración cutánea 

Se trata del intercambio de gases a través de la piel, para lo cual esta tiene que ser muy fina y permeable y encontrarse humedecida por una secreción mucosa. 

Se da en animales acuáticos o que viven en ambientes húmedos. 

Sólo se da cuando la relación entre la superficie del cuerpo y la masa corporal es muy grande, o cuando complementa a otros tipos de respiración. 

Esta respiración aparece, como única, en cnidarios, platelmintos y anélidos, y como complementaria a otros tipos de respiración en peces y anfibios.

3.2 Respiración traqueal 

Consiste en un sistema respiratorio formado por invaginaciones tubulares, denominadas tráqueas, que se encuentran reforzadas por quitina y se ramifican por el interior del animal, siendo cada vez más estrechas y perdiendo la quitina, hasta transformarse en unas finas membranas donde se realiza el intercambio gaseoso. Comunican con el exterior mediante espiráculos, que pueden cerrarse para evitar la desecación. 

La entrada y salida de aire se lleva a cabo mediante contracciones musculares. 

De esta manera se alcanzan todas las células del organismo producíéndose un intercambio directo de gases, sin necesidad del transporte sanguíneo.


3.3 Respiración branquial 

La respiración branquial es carácterística de animales que viven en medios acuáticos, en el agua la concentración de oxígeno es menor, además los gases son menos solubles y la difusión es más lenta, hay que tener en cuenta, también, que la concentración de los gases varía bastante de unas zonas a otras dependiendo de la temperatura, salinidad y agitación de las aguas. 

Como respuesta a estas condiciones, los animales aumentan las superficies respiratorias en contacto con el medio acuático mediante un sistema de branquias. Las branquias son unas expansiones, filamentosas, ramificadas o laminares, de la superficie corporal que aumentan considerablemente la superficie respiratoria para poder captar oxígeno disuelto del agua. 

Dependiendo de donde se localicen encontramos branquias internas y externas.

Las branquias externas sobresalen del cuerpo del animal, y están en contacto con el agua sin ningún tipo de protección. Ofrecen la ventaja de no requerir ningún sistema de ventilación para hacer circular el agua, puesto que su simple movimiento es suficiente para renovar el medio. Sin embargo, pueden resultar dañadas con facilidad, dificultan el desplazamiento debido a que aumentan el rozamiento y al estar muy vascularizadas son muy visibles para posibles depredadores. Este tipo de branquias las presentan algunos anélidos marinos (gusanos marinos), algunos equinodermos y las larvas de anfibios (como los renacuajos). 

Las branquias internas se sitúan en una cavidad protectora, y están protegidas por estructuras corporales. Necesitan movimientos de ventilación para renovar el agua. Presentan como ventajas un mayor hidrodinamismo y protección. 

3.4 Respiración pulmonar 

Los pulmones son invaginaciones de la superficie del cuerpo con forma de saco y muy vascularizadas, con diferentes grados de evolución según el grupo. Son típicos de los vertebrados terrestres, aunque también los presentan algunos invertebrados como los caracoles terrestres, arañas y escorpiones. Al ser internos se mantienen húmedos.


4.1 Animales sin sistema respiratorio 

Las células obtienen el oxígeno directamente del que se encuentra disuelto en el agua, eliminando también su CO2 al agua. Ocurre en animales pequeños, de estructuras corporales muy simples y de poco espesor. Es un intercambio gaseosos poco eficiente (disponen de poca cantidad de 

oxígeno) debido a ello, son animales de metabolismo bajo y movimientos lentos.  Se da el los Poríferos.

4.2. Animales con respiración cutánea 

En la lombriz de tierra existe una red de capilares que se encuentra separada de la superficie del cuerpo por una sola capa de células. El oxígeno y el dióxido de carbono difunden directamente a través de la superficie húmeda del cuerpo. 

En los equinodermos la respiración es cutánea, para lo cual utilizan el aparato ambulacral. 

4.3.Animales con respiración traqueal 

Se da en los insectos y otros artrópodos terrestres, como miriápodos y algunos arácnidos. La respiración traqueal se ve limitada por el tamaño corporal, la longitud de los tubos no puede ser muy grande, ya que no se produciría la difusión de los gases y además, este sistema respiratorio ocupa una gran parte del volumen corporal, dificultando el desarrollo de otros órganos. Debido a estos motivos, este tipo de respiración sólo es posible en animales terrestres de pequeño tamaño. 

4.4. Animales con respiración branquial 

Muchos crustáceos, moluscos bivalvos, cefalópodos y larvas de insectos presentan respiración mediante branquias.

Si presentan branquias externas como  gusanos marinos y algunas estrellas de mar, carecen de mecanismos de ventilación, por lo que tienen que estar en movimiento para renovar el agua que está en contacto con las branquias.

Si, por el contrario, presentan branquias internas, desarrollan mecanismos de ventilación para renovar el agua.


4.5 Respiración pulmonar 

Los gasterópodos terrestres, como el caracol, presentan respiración pulmonar, presentando un sólo pulmón en la cavidad paleal, que se encuentra muy vascularizado.

En los arácnidos, los pulmones se encuentran en la cavidad abdominal y conectan con el exterior a través de dos ranuras, en el interior se encuentran laminillas que aumentan la superficie de contacto, por eso se conocen con el nombre de pulmones en libro. 

5.1 Peces 

Los peces cartilaginosos generalmente presentan las branquias internas filamentosas situadas en hendiduras branquiales y para impulsar el agua utilizan su movimiento de avance. Muchos de los tiburones presentan espiráculos, que son orificios de tamaño variable situados detrás de los ojos, que permiten la toma de agua incluso aunque la boca esté cerrada. 

En los peces óseos, las branquias están formadas por unas laminillas muy vascularizadas y están protegidas por el opérculo. Cuando el agua penetra por la boca, la salida del opérculo permanece cerrada. Posteriormente al cerrarse la boca, el agua es aspirada hacia el opérculo, que se abre y pasa a través de las branquias. Los vasos circulatorios están dispuestos de tal forma que la sangre es bombeada a través de ellos en dirección opuesta a la del agua que lleva oxígeno. Como resultado, la concentración de oxígeno en la sangre en cualquier parte del filamento branquial es inferior a la concentración de oxígeno del agua y, así, el oxígeno siempre fluye desde el agua hacia la sangre. 

En resumen, en este sistema de flujo de contracorriente, el agua circula en sentido contrario al flujo sanguíneo, de manera que la sangre menos oxigenada entra en contacto con el agua más rica en oxígeno, y así mejora notablemente el paso del O2 a la sangre y la salida de CO2 al agua. 

Además la respiración branquial puede estar complementada por: 

– Respiración cutánea  – Aparición de pulmones rudimentarios


5.2 Anfibios 

En estado larvario, los anfibios presentan respiración branquial, mientras que en estado adulto presentan respiración pulmonar y cutánea. 

Los pulmones que presentan los anfibios son muy simples, tienen forma de saco y están sin tabicar, el aire entra en los pulmones gracias a los músculos de la boca. 

La respiración cutánea es importante en los anfibios en estado adulto, como complemento a su actividad pulmonar, ya que su pulmón es muy rudimentario. Su piel no presenta protecciones, está muy vascularizada y tiene gran cantidad de glándulas que la mantienen muy húmeda. 

5.3 Reptiles 

Presentan respiración pulmonar. En ellos los pulmones presenta cámaras, cuyos tabiques incrementan la superficie de contacto con el aire. 

5.4 Aves 

Presentan respiración pulmonar, donde los bronquios se ramifican en parabronquios, donde se produce el intercambio gaseoso. 

Además los pulmones se comunican con los sacos aéreos. Los sacos aéreos de las aves son una adaptación a la enorme demanda de oxígeno necesaria para el vuelo. Se trata de expansiones laterales del pulmón que se dilatan formando bolsas y se alojan entre los órganos del cuerpo. 

5.5 Mamíferos 

En los mamíferos, el aire entra en los pulmones desde el exterior (inspiración) al dilatarse de forma activa la caja torácica y sale al exterior (espiración) al comprimirse de forma pasiva la misma. Los alvéolos pulmonares de los mamíferos son unas vesículas muy numerosas y muy vascularizadas que aumentan la superficie respiratoria. 


6. La evolución de la alveolización pulmonar

Los pulmones de los vertebrados terrestres siguen un ordenamiento evolutivo, de manera que a lo largo de la evolución va pasando de una simple bolsa que permite el intercambio a través de sus paredes a ir apareciendo tabicaciones y alvéolos para aumentar la superficie de contacto y hacer más efectivo el intercambio.

5.1 La boca

Los vertebrados presentan una boca adaptada al tipo de alimentación.

  • Peces: como carácterística principal no presentan glándulas salivales y su lengua tiene poca movilidad.

  • Anfibios: Aunque no todos presentan lengua, en aquellos que la tienen es musculosa y sirve para capturar las presas.

  • Reptiles: lengua musculosa para capturar las presas. El grupo de los quelonios presentan una estructura similar al pico de las aves, para la captura y el desgarre del alimento.

  • Aves: Presentan un pico córneo para coger el alimento, está muy especializado, variando forma y tamaño, según el tipo de alimentación. La lengua es córnea y no presentan dientes.

  • Mamíferos: son los únicos que presentan labios, permitiendo la succión. La lengua es musculosa e interviene activamente en el proceso digestivo. Los dientes están muy adaptados según el tipo de alimentación que presente el animal.


5.2 Esófago y estómago

El esófago es el encargado de conducir el alimento desde la faringe hasta el estómago. En las aves, el esófago se ensancha, formando el buche, donde se acumula el alimento antes de la digestión y se reblandece el alimento antes de la digestión. En el estómago  se lleva a cabo la digestión mecánica y química. Podemos encontrar estómagos de diferentes tipos, según el grupo:

  • estómagos monogástricos, donde sólo aparece una cavidad, con forma de huso o de saco, es el caso de los peces, anfibios, reptiles y mamíferos no rumiantes.

  • estómagos digástricos, el estómago presenta dos cavidades, la molleja donde los alimentos son triturados mecánicamente, en algunos casos con ayuda de piedrecitas que traga el animal, y el estómago glandular, donde se producen secreciones digestivas. Es típico de las aves.

  • estómagos poligástricos, son típicos de los rumiantes, y presentan cuatro cavidades; la panza o rumen, dónde se digiere la celulosa gracias a las bacterias simbiontes, la redecilla o retículo, donde se completa la digestión de la celulosa, de aquí el alimento pasa a la boca, en pequeñas cantidades, donde se tritura y mastica, de aquí pasa al libro u omaso, donde se produce la absorción de agua, y por último al cuajar o abomaso, que segrega jugo gástrico.

5.3 Intestino y recto/cloaca

En el intestino delgado se termina el proceso digestivo y se produce la absorción de los nutrientes, gracias a la gran superficie de contacto entre sus paredes y la papilla resultante de la digestión. En el intestino grueso, se produce la absorción del agua y las sales minerales. En general los mamíferos herbívoros tienen el ciego, primera parte del intestino grueso, bien desarrollado, con numerosas bacterias encargadas de digerir fibras vegetales de difícil digestión, como la celulosa, que ha atravesado todo el tracto intestinal sin digerirse ni absorberse.  Cuando en el recto se acumulan las heces se produce la defecación. En la mayoría de los vertebrados, como los peces cartilaginosos, anfibios, reptiles

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